目前,国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍,以及碳纤维/碳化硅复合材料等。相比其他材料,碳化硅具有更大的比刚度和热稳定性。这使得在实现同样的光学口径和精度要求下,碳化硅反射镜更轻、热稳定性更优。
尽管碳化硅的面密度已经足够小,但对反射镜的“瘦身”还远未完成。目前世界上大多数反射镜由于制备技术限制,均采用开放式的轻量化结构。与它们不同,长春光机所采用类似“果冻”制品的成型方式,通过一次注模,实现具有背部半封闭轻量化结构的镜坯成型,既避免了实现轻量化结构的复杂机械加工过程;又进一步降低了反射镜的质量、提高了反射镜的结构刚度。
成型后的反射镜镜坯经两次烧结后,“大眼睛”的一身“钢筋铁骨”就练就好了。再经过光学加工、改性和镀膜等工艺,粗糙的陶瓷坯摇身一变,成为了一块反射率达到95%以上的高精度反射镜。
当今世界,大口径反射镜镜坯制造和反射镜加工技术一直被美国、法国、德国等少数西方国家掌握。长春光机所研究团队耗时十余年、经历数百次实验探索与工艺验证,先后突破了1米、2米口径的碳化硅反射镜镜坯,最终研制出4米口径碳化硅镜坯。围绕着大口径反射镜制造的工艺路线,一整套完整的、具有完全自主知识产权的加工、检测装备也同步开发完成,使大口径反射镜制造的全部核心技术真正掌握自己手中。
未来,这只“美丽的大眼睛”将越来越多的应用于国产各型大口径光电装备上。这些装备将遍及祖国陆地、海洋、天空,让中国的目光更加深邃、视野更加宽广。
中科院相关负责人日前表示,中科院将持续稳定支持拔尖科学家潜心冲击重大科学问题。在院重点实验室管理中,实行末位淘汰,评估中不唯论文数、获奖数,而是正在形成一套良性的激励机制